1. Fotón de alta energía: El proceso comienza con un fotón de alta energía, típicamente un rayo gamma, que tiene suficiente energía para crear un par de partículas-antipartos.
2. Interacción con la materia: Este fotón interactúa con un núcleo o un campo eléctrico fuerte, como el de un núcleo pesado.
3. Conversión de energía: La energía del fotón se convierte en la masa del par de electrones-postrones (de acuerdo con la famosa ecuación de Einstein e =Mc²).
4. Leyes de conservación: Este proceso debe obedecer las leyes de conservación fundamental:
* Conservación de energía: La energía total antes y después de la interacción sigue siendo la misma.
* Conservación del impulso: El impulso total antes y después de la interacción sigue siendo el mismo.
* Conservación del cargo: La carga total antes y después de la interacción sigue siendo la misma (ya que un positrón tiene una carga +1 y un electrón tiene una carga de -1, su carga total es cero).
5. Resultado: La interacción produce un electrón y un positrón, que vuela en direcciones opuestas para conservar el impulso.
Puntos clave:
* Energía mínima: El fotón debe tener al menos la energía equivalente a la masa de descanso combinada del electrón y el positrón (1.022 MeV) para que se produzca la producción de pares.
* Papel del núcleo: El núcleo es necesario para conservar el impulso durante el proceso.
* Antimatter: Los positrones son las antipartículas de electrones. Tienen la misma masa pero carga opuesta.
Ejemplos de producción de pares:
* rayos cósmicos: La producción de pares es un proceso común en el cosmos, que ocurre cuando los rayos cósmicos de alta energía interactúan con la materia.
* Reacciones nucleares: La producción de pares también puede ocurrir en ciertas reacciones nucleares donde se emiten rayos gamma.
Aplicaciones de positrones:
* Tomografía de emisión de positrones (PET): Los positrones se utilizan en técnicas de imágenes médicas como escaneos PET para crear imágenes detalladas de órganos y tejidos.
* Investigación de física de partículas: Los positrones se usan en aceleradores de partículas para estudiar partículas y fuerzas fundamentales.
